2016年1月23日，张晚意与郭碧婷、任言恺、李贤宰联合主演的青春时尚喜剧《极品模王》在乐视视频上线，其在剧中饰演的是“最LOW模王”王富贵     ，这是他的首部电视剧作品；6月，首次触电大银幕，参演由刘仪伟编剧并执导的喜剧片《我说的都是真的》，在片中饰演呆萌倒霉的坏蛋猴子   ；10月，加盟张睿执导的悬疑刑侦剧《莫斯科行动》，在剧中饰演性格耿直的中方警察孔杰   。

2017年，张晚意在播出的红色剿匪剧《林海雪原》中饰演了英勇无畏的战士高波   。2019年3月19日，出演的革命题材电视剧《共产党人刘少奇》在央视一套播出，他在剧中所饰演的少年刘少奇历经了闯乡关的重要历程后开始萌生追求真理、报效国家的信念     ；5月19日，主演的都市情感剧《我的真朋友》登陆东方卫视、浙江卫视，在剧中饰演为梦想努力奋斗的房产经纪人傅晓宁   。

2021年1月27日，张晚意主演的古装爱情励志剧《风起霓裳》在湖南卫视播出，其在剧中饰演的曹王李明文武双全、有安邦定国之才，但为人野心勃勃，颇具城府又十分狠戾，这也是他首次挑战反派角色   ；2月1日，出演的革命题材电视剧《觉醒年代》在央视一套播出，在剧中饰演陈独秀长子、革命烈士陈延年   ；8月17日，与白宇、宋祖儿、毛晓彤领衔主演的家庭情感剧《乔家的儿女》开播，在剧中饰演倔强执拗有担当的乔二强     ；9月，与郑云龙、吕晓霖、柳小海、王志飞领衔主演的都市医疗剧《非凡医者》开机   ；10月23日，张晚意凭借电视剧《觉醒年代》中陈延年一角获得第八届文荣奖新生代单元（剧集类）最佳青年男演员奖   。